Inleiding
Een interactief 3D-model van een kokendwaterreactor (BWR) die vaak wordt gebruikt in kernenergiecentrales.
Hoe Kokendwaterreactoren Werken
Deze video maakt deel uit van onze Introductie tot Stoom, Ketels en Thermodynamica Videocursus
Kokendwaterreactor (BWR) Componenten
Overzicht
De reactorvaten die worden gebruikt voor een specifieke productlijn zijn afhankelijk van de leeftijd van de centrale, kernkoelvoorschriften, type recirculatiesysteem en technologie die tijdens het ontwerp is gebruikt. Het reactorvat herbergt de reactorkern, dient als onderdeel van de koelmiddelgrens van de reactor, ondersteunt en richt de brandstof- en regelstaven, biedt een stroompad voor de circulatie van koelmiddel langs de brandstof, verwijdert vocht uit de stoom die het reactorvat verlaat, beperkt de neerwaartse beweging van de regelstaven na een veronderstelde storing van een aandrijfhuis van een regelstaaf, en biedt in alle gevallen behalve de BWR/2 productlijn een intern herbevochtigbaar volume na een verlies van koelmiddelongeval.
BWR Reactorvat
Dit BWR-vat is een geïsoleerd drukvat dat verticaal in de droogkamer is gemonteerd en bestaat uit een cilindrische schaal met een geïntegreerde hemisferische bodem; de bovenkant is ook hemisferisch maar is verwijderbaar om het bijvullen te vergemakkelijken. Het basismateriaal van het vat is hoogwaardig legering koolstofstaal. Alle interne oppervlakken, inclusief de schaal, koppen, flenzen en bevestigingen, zijn bekleed met Type 304 roestvrij staal tot een dikte van 0,25 inch. Kleine nozzles die niet praktisch intern kunnen worden bekleed met roestvrij overlay zijn gemaakt van massief nikkel-chroom-ijzerlegering.
Vaatkop
De vaatkop is bevestigd aan de vaatschaal door zes-inch diameter bouten die in bussen in de vaatflens zijn geschroefd. Sferische ringen en sluitmoeren zijn in sets van twee gemarkeerd en worden in sets gebruikt. Om de kop aan de vaatschaal te bevestigen, worden de bouten verlengd door hydraulische boutspanners, die het mogelijk maken de moeren te draaien terwijl de bout onder spanning staat.
Lekkage van radioactief koelmiddel en stoom naar de atmosfeer, tussen de aansluitvlakken van het vat en de sluitkopflenzen, wordt opgevangen door twee zelf-energiegevende O-ring pakkingen. Deze verzilverde en gepolijste Ni-Cr-Fe- (Inconel) O-ringen hebben een diameter van ongeveer 0,50 inch. De O-ringen zijn ontworpen om geen detecteerbare lekkage te hebben door het binnenste of buitenste deel tijdens enige reactorbedrijfsomstandigheid.
Vaatinwendige
De belangrijkste interne componenten van het reactorvat in deze kokendwaterreactor zijn de kernondersteuningsassemblage, kernmantel, diffuser, kernplaat, bovenste kernrooster, kernspraysysteem spruitstuk, voedingswaterspruitstuk, stoomafscheiders en drogers.
Kernondersteuningsassemblage
De kernondersteuningsassemblage bestaat uit een roestvrijstalen gesmeed ring die is gelast aan een Inconel-segment. Het Inconel-segment is gelast aan de onderste schaal van het vat. De kernondersteuningsassemblage ondersteunt de kernmantel en scheidt de zuiging van het recirculatiesysteem van de afvoer.
Kernmantel
De kernmantel wordt ondersteund door de kernondersteuningsassemblage. De kernmantel vormt samen met de kernondersteuningsassemblage een 17-inch waterannulus binnen de reactorvatwand. Bovendien biedt het onderste gedeelte van de mantel en de ondersteuningsassemblage een stromingsbarrière. Deze conische rok, gelast aan de reactorvatwand, scheidt effectief de recirculatie-inlaatkernstroom van de downcomer annulusstroom.
Diffuser
De vaatdiffuser is een cilindrische schaal die naar beneden hangt vanaf een plank die wordt geboden door een ringbalk. De diffuser bevat honderden gaten met een diameter van 1,25 inch en is ongeveer acht voet hoog. De diffuser dient een dubbel doel; het voorkomt direct contact van de recirculatiestroom met de geleidingsbuizen van de regelstaven en zorgt voor een gelijkmatige stroom van koelmiddel onder de brandstofopening.
Kernplaat
De kernplaat is voorzien om de geleidingsbuis van de regelstaven en de brandstofondersteuningsgietstukken lateraal te geleiden en uit te lijnen. Perifere brandstofassemblages die zich buiten het patroon van de regelstaven bevinden, worden verticaal ondersteund door de kernplaat. Deze perifere brandstofassemblages rusten in een brandstofondersteuningsstuk dat aan de kernplaat is gelast. De kernplaat voorkomt dat recirculatiestroom de brandstofassemblages omzeilt door de stroom naar de geleidingsbuis van de regelstaven te leiden.
Bovenste Kernrooster
Het bovenste kernrooster of de bovenste geleider is gemonteerd en ondersteund door beugels binnen de mantel. Bouten worden geleverd om de bovenste geleider lateraal te positioneren en te nivelleren. De helft van de bevestigingsbouten wordt gebruikt om de bovenste geleider aan de rand van de kernmantel te bevestigen.
Kernsprayspruitstuk
Onafhankelijke kernspraylussen zijn geïnstalleerd in het vat boven het bovenste kernrooster (bovenste geleider) en binnen de kernmantel. De lussen zijn verbonden met het kernspraysysteem dat wordt gebruikt voor kernkoeling onder omstandigheden van verlies van koelmiddelongeval.
Voedingswaterspruitstuk
De voedingswaterspruitstukken zijn gemonteerd aan de reactorvatwand in het bovenste deel van de downcomer of annulusregio. De spruitstukken, elk geleverd door een van de twee voedingswaternozzles, vormen een halve cirkel van het vatinterieur en lozen water radiaal naar binnen. Een aantal gaten van 1 inch in elk spruitstuk maakt het mogelijk dat het koelere voedingswater zich mengt met de recirculatiestroom van de downcomer voordat het in contact komt met het vat.
Stoomafscheider
De stoomafscheiderassemblage bestaat uit de mantelkop en een reeks stijgbuizen met stoomafscheiders boven elke stijgbuis. De mantelkop sluit aan op de kernmantel en is eraan vastgeschroefd. De mantelkop is een schotelvormige eenheid en vormt de afdekking van de kernafvoerplenumregio. Een metaal-op-metaal contact verzegelt de afscheiderassemblage en de kernmantelflens.
Stoomdroger
Stoomdrogers zijn nodig om de natte stoom te drogen. De drogerassemblage wordt ondersteund door interne vatpads. Verticale geleiders binnen het vat zorgen voor uitlijning tijdens de installatie; bevestigingsbouten houden de eenheid op zijn plaats.
De drogerassemblage is gemonteerd in het vat boven de stoomafscheiderassemblage en vormt de bovenkant en zijkanten van het natte stoomplenum. Stoom die door de afscheiders is gegaan, komt de chevron-type drogereenheden binnen. Een reeks goten en buizen verwijdert het resterende vocht dat in de downcomer annulus stroomt.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Hoe Kokendwaterreactoren Werken
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor